Экзопланеты
Как их ищут и находят
Главным инструментом поиска внесолнечных систем планет на сегодняшний день служит спутник «Кеплер», имеющий сверхчувствительный фотометр. Его единственное предназначение – поиск планет у других звёзд, ведь экзопланета — надежда на то, что мы не одиноки во Вселенной. За четыре года работы телескопа обнаружено более 3500 кандидатов, из которых подтверждены 246 объектов. Некоторые из них имеют вполне земные размеры.
Проще всего отыскать планеты, имеющие большую массу, ведь они сильнее меняют блеск своей звезды, когда проходят по диску. Это изменение блеска звезды и регистрирует аппарат «Кеплер», поэтому большинство открытых объектов массивнее Юпитера. Меньшая часть их по массе близка к Сатурну и лишь очень немногие подобны Земле. Если планета сильно удалена от свей звезды, опознать её уже практически невозможно.
- Непосредственное наблюдение. Этот метод пока в перспективе, для современных телескопов заметить какой-либо объект, расположенный у светила, практически невозможно: оно затмевает его своим ярким светом. Сами же планеты являются тёмными объектами, испускающие лишь отражённый свет. К тому же, угловые расстояния планет чрезвычайно малы. Но уже проектируются приборы, – звёздные коронографы, – которые будут затемнять свечение звезды.
- Измеренная яркость звёзд. Наблюдатель может понять, есть ли у звезды спутники, по изменению её яркости. Планета, проходя на фоне звезды, затмевает её свечение. Если параметры звезды и планеты 10:1, то яркость уменьшится на 1%. Однако, тот метод недостаточно эффективен — его использование подразумевает, что плоскость искомой планеты должна быть точно ориентирована на наблюдателя, то есть, на Землю.
- Фиксация положения звезды. Каждая планета не только притягивается своим светилом, но и притягивает его сама. Конечно, это влияние мало, но всё же вызывает смещение звезды, и она описывает некую орбиту. Параметры орбиты зависят от пропорции масс объектов. Эти величины малы, но астрономы уже научились их регистрировать.
- Определение скорости звёзд. Звезда, испытывая притяжение своего сателлита, перемещается по своей, малой орбите, со скоростью, что и планета вокруг него. Используя эффект Доплера, можно вычислить скорость приближения или удаления звезды к наблюдателю. Спектральный анализ позволяет отследить такие изменения.
- Гравитационное микролинзирование. Для применения данного метода необходимо наличие между наблюдателем и исследуемым объектом ещё одной звезды. Она своим гравитационным полем способна отклонить свет наблюдаемой звезды (получается своего рода линза). Если звезда-линза обладает планетами, то выявляется асимметрия её блеска.
- Наблюдения пульсаров. Применяя радионаблюдения этих объектов, можно по специфическому характеру излучаемого сигнала определить наличие планет у пульсара.
Самые интересные экзопланеты
Kepler-186f
Эта планета отыскалась в системе звезды Kepler-186 созвездия Лебедь. По своим размерам Kepler-186f схожа с Землёй. Поверхность её твёрдая, но ни массу, ни состав планеты пока определить не удалось.
Обращаясь вокруг своего светила за 130 земных суток, экзопланета получает энергии от звезды примерно одну треть от получаемой нашей планетой. Местный полдень по освещённости похож на земной день, когда до захода остаётся час. Пока не ясен состав атмосферы, но вполне возможно его схожесть с земным. Самое значимое в этом открытии именно то, что доказано существование планет земных размеров, орбиты которых расположены в «зоне жизни».
Kepler-10-C
Данная планета из класса «суперземель» обнаружена в созвездии Дракон. «Суперземлями» называют планеты, имеющие массы не более 10 земных. Её солнце – жёлтый карлик возраста 12 млрд. лет.
Вычисленная масса планеты составила 17 масс Земли, но поверхность её твёрдая.
Kapteyn b
В созвездии Живописца возле Kapteyn, красного субкарлика, обнаружена старейшая экзопланета Kapteyn b. Она примерно в 2,5 раза древнее нашей планеты, но массой больше в 5 раз.
Поскольку суперземля находится в зоне обитаемости, на ней вероятно наличие жидкой воды. А это необходимое условие для возникновения жизни. Не исключается наличие атмосферы на планете, а температурные параметры оцениваются от -50°C на ночной стороне до 10°C на дневной. Продолжительность местного года 48 суток. Учитывая все особенности, Kapteyn b вполне может быть обитаемой.
OGLE-2013-BLG-0341LBb
Эта уникальная планета вращается вокруг одной из двойных звёзд. К тому же, расстояние от неё до материнской звезды такое же, как от нашей планеты до Солнца.
Но звезда тусклее нашего светила в 400 раз, поэтому температура планеты не поднимается выше -200°C. Открытие OGLE-2013-BLG-0341LBb представляет интерес с точки зрения существования планет у двойных звёзд.
TrES-4
Этот газовый гигант имеет массу 0,9 и радиус 1,7 юпитерианских. Планета расположена в созвездии Геркулес на удалении от Земли в 1600 световых лет. Очень малая плотность (0,33 г/см 3 ) относит её к классу рыхлых планет.
Высокая температура в 1450°C и низкая масса не позволяют планете удерживать атмосферу. Она постоянно улетучивается, образовывая хвост, подобно кометному.
COROT-7 b
Эту планету класса «суперземель» обнаружил космический аппарат «COROT» в 2009 году. При размерах, вполне сопоставимых с земными, она обегает свою звезду за 20 часов.
Она повёрнута к светилу всегда одной стороной. Температура на освещённой стороне COROT-7 b от 2500°C до 2600°C, поэтому большинство минералов находятся в расплавленном состоянии. Обратная сторона представляет собой застывшую лаву или же слой водяного льда.
SWEEPS-10
Самая скоростная из всех известных экзопланет. Местный год составляет всего 10 часов. Она отстоит от своего солнца на расстоянии 1,2 млн. км и имеет массу 1,6 масс Юпитера.
Планета обращается вокруг красного карлика, и он разогревает её до 1650 °C. Если бы звезда была более горячей, SWEEPS-10 уже давно бы испарилась.
HD 149026b
Этот объект из созвездия Геркулеса считается одним из самых горячих и тяжёлых среди экзопланет. Вероятно, планета, имея плотную атмосферу, практически полностью поглощает свет, полученный ею от звезды, и поэтому температура её поверхности достигает 2000°C.
Имея размеры Сатурна, ядро этого горячего шара тяжелее нашей планеты в 100 раз. Это делает плотность HD 149026b необычайно высокой.
HD 209458 b
Другое название этой планеты-кометы Озирис. До неё от нас 153 световых лет. При массе чуть меньше чем у Юпитера, она совершает один виток вокруг своего солнца за 3,5 дня. Озирис испускает шлейф из газа своей же атмосферы, в которой присутствуют углерод и кремний.
Температура атмосферы 1226°C. Это позволяет сделать предположение, что планета накалена звездой так сильно, что её атмосферу покидают даже тяжёлые элементы.
HD 188753 Ab
Это горячий газовый гигант. На небосводе этой планеты возможно лицезреть одновременно три солнца. Гигант обращается вокруг системы из трёх звёзд, и расстояние до него от Земли 149 световых лет.
Один оборот планеты составляет 3,5 дня, и жара на поверхности, вследствие близости к главной звезде, достаточно высока.
CoKu Tau 4
В созвездии Тельца обнаружена самая молодая экзопланета. Возраст её солнца всего 1 млн. лет, поэтому планета ещё моложе. Интересна система именно своим возрастом. Можно отслеживать формирование планетарной системы и практически проверять выдвинутые до этого гипотезы.
Есть ли там жизнь?
Солнечная система изучается очень давно, и главной проблемой всегда было то, что её не с чем было сравнить. С недавнего времени ситуация изменилась: чуть ли не ежедневно открываются всё новые планетные системы. В основном, обнаруженные планеты по классификации – гиганты, похожие на Юпитер.
Ученые разделились на две группы: одни уверены, что Земля – единственное место во Вселенной, где смогла появиться не просто жизнь, но и её разумная форма, другие же истово верят, что в космосе много обитаемых планет, и их население с нетерпением ждёт контакта с нами. Но для науки важны только факты, коих на данный момент нет. Существование жизни на экзопланетах не подтверждено.
В заключение
Поистине, обнаруженные планеты других звёзд являются одним из самых значительных достижений науки последних десятилетий. Разрешилась загадка, очень долго не дававшая покоя исследователям: другие планеты во Вселенной существуют! Наша Солнечная система отнюдь не уникальна, а является закономерным процессом формирования планет вокруг своих звёзд. И планетные системы имеют схожие параметры. Уникальна Солнечная система пока только в одном: до настоящего момента не удалось обнаружить миры, в которых зародился разум. Или всё-таки побеждают скептики, верящие в исключительную уникальность Земли, или ещё слишком мало данных о возможных космических оазисах. Да и приборы не обладают достаточным совершенством для глобальных открытий. Тем не менее, экзопланеты – первая, но наверняка не последняя ступенька лестницы познаний космоса.
Источник
22 самых интересных экзопланеты с захватывающими деталями
За последние 20 лет или около того, кажется, что почти ежедневно открывается новая экзопланета. Термин экзопланета используется для классификации тех планет, которые имеют внеземное (вне нашей Солнечной системы) происхождение. Несмотря на то, что первое подтвержденное обнаружение экзопланеты произошло в 1992 году, научный мир уже в 1988 году открыл планету, вращающуюся вокруг звезды за пределами нашей Солнечной системы.
В 21 веке крупные космические агентства по всему миру посвятили свои огромные ресурсы тщательному изучению этих экзопланет, и среди них HARPS от ESO и космический телескоп Кеплера от НАСА произвели революцию в этой области исследований.
С 2009 года Кеплер обнаружил более двух тысяч экзопланет, намного больше, чем любые другие земные или наземные телескопы, в том числе HARPS, который сам открыл почти сотни из них.
В отличие от далеких звезд, мы не можем наблюдать экзопланеты невооруженным глазом и даже с помощью большинства современных телескопов. Причина этого в том, что они очень маленькие и тусклые.
Для решения этой проблемы астрофизики обращаются за помощью к различным передовым научным методам, работающим со светом. Анализируя свет, излучаемый далеким объектом, мы можем получить различные характеристики планеты, такие как ее атмосферный и поверхностный состав.
Краткая информация
Общее количество обнаруженных экзопланет: 4183+ Первая обнаруженная экзопланета: 1988 Ближайшая экзопланета: Проксима-b Самая дальняя обнаруженная экзопланета: SWEEPS-11, SWEEPS-4
Ниже мы собрали 22 самых интересных экзопланеты с некоторыми захватывающими деталями.
22. Экзопланета — WASP-12 b
Изображение предоставлено ESA / Hubble
Наш первый кандидат-экзопланета, вращающаяся вокруг желтого карлика, или звезда главной последовательности G-карликов в созвездии Возничий. Благодаря своей чрезвычайно близкой орбите вокруг звезды-хозяина, WASP-12b имеет одну из самых низких плотностей среди всех обнаруженных экзопланет.
В 2017 году с помощью космического телескопа Хаббл исследователи обнаружили, что эта планета отражает почти весь свет, который упал на ее поверхность, в результате чего она выглядит черной как смоль планетой.
21. Экзопланета — PSR B1620-26 b
Художественное впечатление планеты PSR B1620-26 б
PSR B1620-26 b, широко известная как «планета генезиса», является, возможно, самой старой экзопланетой, которую мы обнаружили на сегодняшний день. Исследования показали, что планете около 12,7 миллиардов лет (она образовалась всего через 1 миллиард лет после Большого взрыва).
Расположенная в созвездии Скорпион на расстоянии 12 400 световых лет от Земли, эта старая планета вращается вокруг двух звезд — пульсара и белого карлика.
20. Экзопланета — Gliese 436 b
Изображение предоставлено ESA / Hubble
Gliese 436 b — это горячая планета размером с Нептун, вращающаяся вокруг красного карлика типа M в двухпланетной Солнечной системе на расстоянии 33 световых года от Земли. Gliese 436 b имеет один из самых малых орбитальных радиусов и массы среди всех обнаруженных экзопланет и был превзойден только еще меньшими планетами Кеплера, которые были открыты позже.
Различные исследования предполагают существование «горящего льда» под его поверхностью. Ученые полагают, что под огромным давлением между его скалистым ядром и корой было погребено значительное количество воды. Давление было настолько огромным, что оно фактически превратилось в твердый лед.
19. Экзопланета — Проксима Центавра b
Изображение предоставлено ESO / M. Kornmesser
Забудьте обо всех экзопланетах на некоторых причудливых расстояниях, здесь у нас есть планета, которая, возможно, поддерживает жизнь и находится всего в 4 световых годах от нас. Находясь в жилой зоне своей главной звезды, Проксима-Б является одной из самых востребованных экзопланет среди астрономов во всем мире.
18. Экзопланета — 2MASS J2126-8140
Изображение предоставлено: Университет Хартфордшира / Нил Кук
Когда астрономы впервые обнаружили экзопланету 2MASS J2126-8140 в созвездии Октант, они были поражены, потому что на планете не было видимой звезды-хозяина. Они назвали ее «грубой планетой».
Но позднее исследования показали, что звезда действительно расположена на расстоянии триллионов километров, что, несомненно, делает ее крупнейшей планетарной системой, когда-либо обнаруженной. Чтобы представить это в перспективе, расстояние составляет около 7000 раз расстояние между Землей и Солнцем, и оно имеет орбиту в 140 раз шире, чем у Плутона.
17. Система HIP 68468
Изображение предоставлено: Габи Перес / Институт астрофизики Канарских островов
На расстоянии 300 световых лет астрономы обнаружили Солнце-подобную звезду или солнечного близнеца, который, очевидно, поглощает свои собственные планеты. Hip 68468 движется по орбите двумя подтвержденными планетами HIP 68468 b и HIP 68468 c.
Годы исследований и наблюдений показывают, что по крайней мере еще одна планета, используемая для орбиты звезды вместе с двумя другими спутниками. Пока это может быть первой обнаруженной звездой, поглощающей планеты, это явление может быть более распространенным, чем мы на самом деле думаем.
16. Экзопланета — Глизе 876 d
Изображение предоставлено NASA / Ames
В момент своего открытия Gliese 876 d имел самую низкую массу среди всех внесолнечных планет, за исключением трех обнаруженных до сих пор пульсарных планет. В связи с этим планета отнесена к одной из самых ранних обнаруженных сверхземлей.
15. Экзопланета — HR 8799
Расположенная на расстоянии 129 световых лет от Земли, HR 8799 является первой в истории непосредственно изображенной мульти-экзопланетной системой. Система включает в себя обломки дискообразного пояса Койпера и по меньшей мере четыре массивные планеты.
14. Система Kepler-36
Изображение предоставлено ESO
Планетарная система Кеплер-36 (с двумя подтвержденными планетами) имеет одну из самых уникальных когда-либо обнаруженных орбит. Две планеты, одна из которых — сверхземля, а другая — мини-Нептун, вращаются вокруг своей главной звезды на очень необычайно близкой орбите. Их ближайшие сближение составляет около 1,5 миллиона километров.
13. Экзопланета — HD 189733 b
Изображение предоставлено ESO / M. Kornmesser
HD 189733 b — одна из наиболее изученных экзопланет, открытых на сегодняшний день. Приблизительно размером с Юпитер, она впервые была обнаружена транзитом через свою главную звезду с помощью рентгеновских телескопов. Вероятно, именно из-за того, что Юпитер является горячей звездой, на протяжении многих лет его исследовали с помощью различных спектральных длин волн и приборов.
12. Экзопланета — Kepler-78b
Изображение предоставлено Дэвидом А. Агиларом (CfA)
Основываясь на текущих характеристиках, многие на самом деле считают, что эта экзопланета не должна была существовать, и они имеют полное право так думать. Кеплер-78b — единственная обнаруженная планета, вращающаяся вокруг своей главной звезды Кеплер-78, которая имеет около 75% общего радиуса Солнца.
Ученых беспокоит то, что именно эта экзопланета до сих пор вращается в опасной близости от звезды. Исследования показали, что Кеплер-78б в 40 раз ближе к звезде-хозяину, чем Меркурий к Солнцу, и совершает вращение всего за 8,5 часа.
11. Система PSR B1257+12
Изображение предоставлено NASA / JPL
Вы заметили что-то необычное? Да, его имя. Почти все экзопланеты или звезды-хозяева в этом списке имеют четкую структуру в своих именах, но не эту, почему? Между 1992 и 1994 годами астрономы обнаружили три отличительные экзопланеты, вращающиеся вокруг необычной звезды-хозяина.
PSR B1257 + 12, вокруг которого вращаются эти планеты, на самом деле является пульсаром или мертвой звездой, которая находится в созвездии Девы на расстоянии 2300 световых лет от Солнца. Вскоре после их обнаружения эти три экзопланеты стали первыми в мире подтвержденными пульсарными планетами, обнаруженными с помощью существующих методов наблюдений.
Прямо сейчас есть еще одна подтвержденная планета пульсара, открытая в 2003 году, но она вращается вокруг другого пульсара. Эти чрезвычайно редкие планетные системы открывали возможность существования планет в совершенно новых системах.
10. Экзопланета — 55 Рака e или Янссен
Изображение предоставлено ESA / Hubble
На момент открытия 55 Рака e была первой в истории Сверхземлей, которая была обнаружена на орбите звезды главной последовательности, предвосхищая другую Сверхземлю Gliese 876 d почти на год. Планета настолько близка к своей ведущей звезде, что для завершения орбиты требуется всего 18 земных дней. Недавние исследования показали, что это может быть планета, богатая углеродом.
9. Экзопланета — Kepler-22 b
Изображение предоставлено NASA / JPL
Кеплер-22b — еще одна интригующая экзопланета, обнаруженная в 2009 году в ходе миссии НАСА «Кеплер». Она стала первой и единственной планетой, вращающейся вокруг подобной Солнцу звезды Кеплер-22, которая находится в созвездии Лебедь на предполагаемом расстоянии 620 световых лет.
Экзопланета получила название «Водный мир», подобно Gliese 1214 b, но в отличие от GJ 1214 b, она расположена внутри обитаемой зоны системы.
8. Экзопланета — Kepler-10 b
Изображение предоставлено НАСА
Расположенный в созвездии Дракона на расстоянии 564 световых лет от Земли, Кеплер-10b был первой скалистой планетой, похожей на Землю, обнаруженной в ходе космического полета Кеплера. После своего открытия далекая планета сразу стала популярной среди астрономов всего мира.
Они были рады узнать больше о планетах, подобных Земле, с помощью данных, собранных с Kepler-10b. Исследователи космоса, такие как Джефф Марси из Калифорнийского университета в Беркли, сказали, что это открытие «одно из самых потрясающих астрономических открытий в истории человечества».
7. Система Kepler-444
Изображение предоставлено Питером Девайном / Tiago Campante
В системе Кеплера-444 обнаружено не одна, а пять экзопланет размером с Землю, что делает ее одной из самых интригующих планетных систем, кроме нашей собственной. Система Кеплер-444 является одной из старейших планетных систем с предполагаемым возрастом 11,2 миллиарда лет.
Согласно НАСА, хотя ни на одной из этих интересных экзопланет не могло существовать жизни из-за их крайней близости к главной звезде, они могли бы открыть много важных вещей о формировании самых ранних солнечных систем в нашей галактике.
6. Экзопланета — CoRoT-7 b
Изображение предоставлено: Европейская Южная Обсерватория
CoRoT-7b классифицируется как сверхземная экстрасолнечная планета, которая вращается вокруг COROT-7, звезды типа G на расстоянии 489 световых лет от Земли. Важное открытие этой скалистой планеты, похожей на Землю, выявило возможность существования еще большего числа планет, подобных Земле, и каким-то образом показало, что нынешний поиск потенциально обитаемых планет может когда-нибудь принести свои плоды.
CORoT-7b также имеет очень короткий орбитальный период – он совершает один оборот вокруг своей звезды-хозяина менее чем за 24 часа.
5. Экзопланета — 51 Пегаса b
Изображение предоставлено NASA / JPL
51 Пегаса b или Димидий (неофициально) относится к классу планет, известных как горячие Юпитеры. Эта планета была первой когда-либо подтвержденной сверхсолнечной планетой, вращающейся вокруг похожей на Солнце звезды 51 Пегас, что ознаменовало собой новое начало в области астрономических исследований.
В 2017 году, наблюдая за планетой, исследователи впервые обнаружили следы воды в ее атмосфере.
4. Экзопланета — Kepler-16b
Имея массу, схожую с Сатурном, и вращаясь на орбите не одного, а двух астрономических тел, Кеплер-16b является первым в истории подтвержденным примером однозначной окружности планеты. Реальный «Татуин», говорят некоторые. Различные более близкие исследования за эти годы выявили, что планета состоит из половины льда и горной породы и половины газа.
3. Система Кеплера-11
Изображение предоставлено NASA / JPL
Обнаружение системы Кеплер-11 в созвездии Лебедя на расстоянии 2000 световых лет от Земли показало, что планетная система также может быть тесно приспособлена, имея до пяти планет в пределах орбиты Меркурия, и все еще может оставаться стабильной.
До сих пор вокруг звезды Кеплер-11 было открыто в общей сложности 6 планет. Их расчетная масса находится между массой Земли и Нептуна.
2. Экзопланета — HD 209458 b (Осирис)
Изображение предоставлено ESA / Hubble
HD 209458 он же Осирис был впервые обнаружен в 1999 году с помощью астрономического метода, известного как транзит. Только в 2005 году космический телескоп НАСА Spitzer измерил свет, непосредственно исходящий от экзопланеты, что сделало ее первой в истории внеземной планетой, подтвержденной этим методом.
Уникальный случай Осириса доказал, что транзитные наблюдения далеких планет за пределами наших солнечных систем действительно осуществимы и в некоторой степени надежны.
1. Экзопланета — Kepler-186f
Изображение предоставлено NASA / SETI / JPL
Обнаруженный в 2014 году, Kepler-186f является первой экзопланетой земного типа, обнаруженной в «зоне обитаемости», области вокруг звезды, которая имеет соответствующие условия для появления воды на поверхности планеты.
Расположенная в созвездии Лебедь, эта сверхсолнечная планета находится на расстоянии около 550 световых лет от Земли, поэтому современные технологии не в состоянии изучить ее более подробно. В 2015 году в эссе был сделан вывод, что Кеплер-186f является одним из трех лучших кандидатов на потенциально обитаемые планеты за пределами нашей Солнечной системы.
Источник